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公開番号2025075992
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187565
出願日2023-11-01
発明の名称逆接保護回路、半導体装置、電子機器、車両
出願人ローム株式会社
代理人弁理士法人佐野特許事務所
主分類H02H 11/00 20060101AFI20250508BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】逆接保護回路の素子耐量を向上する。
【解決手段】逆接保護回路40は、接地電極T4と内部接地ノードGND_INTとの間に接続される第1トランジスタ41と、電源電極T1が接地電極T4よりも高電位であるときに第1トランジスタ41をオン状態として電源電極T1が接地電極T4よりも低電位であるときに第1トランジスタ41をオフ状態とする制御回路42と、第1トランジスタ41の制御端と接地電極T4との間に接続されて第1トランジスタ41の両端間電圧を所定の上限値以下に制限するクランプ回路43と、を備える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
接地電極と内部接地ノードとの間に接続される第１トランジスタと、
電源電極が前記接地電極よりも高電位であるときに前記第１トランジスタをオン状態として前記電源電極が前記接地電極よりも低電位であるときに前記第１トランジスタをオフ状態とするように構成される制御回路と、
前記第１トランジスタの制御端と前記接地電極との間に接続されて前記第１トランジスタの両端間電圧を所定の上限値以下に制限するように構成されるクランプ回路と、
を備える、逆接保護回路。
続きを表示（約 890 文字）【請求項２】
前記クランプ回路は、前記第１トランジスタの制御端と前記接地電極との間でダイオード接続される第２トランジスタを含む、請求項１に記載の逆接保護回路。
【請求項３】
前記クランプ回路は、前記第１トランジスタの制御端と前記接地電極との間に接続される少なくとも一つのダイオードを含む、請求項１に記載の逆接保護回路。
【請求項４】
前記少なくとも一つのダイオードは、半導体基板から電気的に絶縁されたポリシリコンダイオードである、請求項３に記載の逆接保護回路。
【請求項５】
前記電源電極が前記接地電極よりも高電位であるときに前記第１トランジスタのバックゲートを前記接地電極に接続して前記電源電極が前記接地電極よりも低電位であるときに前記第１トランジスタのバックゲートを前記内部接地ノードに接続するように構成されるバックゲート切替回路をさらに備える、請求項１に記載の逆接保護回路。
【請求項６】
前記電源電極、前記接地電極及び出力電極と、
前記電源電極と前記出力電極との間に接続される出力トランジスタと、
前記電源電極と前記内部接地ノードとの間に接続される内部回路と、
前記出力トランジスタの両端間電圧をアクティブクランプ電圧以下に制限するように構成されるアクティブクランプ回路と、
請求項１～５のいずれかに記載の逆接保護回路と、
を備える、半導体装置。
【請求項７】
前記内部回路は、前記電源電極に正サージが印加されたときに前記電源電極と前記内部接地ノードとの間を導通するように構成される静電保護回路を含む、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体装置と、
前記半導体装置の前記出力電極に接続される負荷と、
を備える、電子機器。
【請求項９】
前記負荷は、誘導性負荷である、請求項８に記載の電子機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の電子機器を備える、車両。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、逆接保護回路、半導体装置、電子機器及び車両に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
本願出願人は、車載向けの半導体装置（例えばＩＰＤ［intelligent power device］又はＳＰＳ［smart power switch］）に関して、これまでに数多くの新技術を提案している（例えば特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１７／１８７７８５号
【０００４】
［概要］
しかし、従来の半導体装置は、逆接保護回路の素子耐量について検討の余地があった。
【０００５】
例えば、本開示に係る逆接保護回路は、接地電極と内部接地ノードとの間に接続される第１トランジスタと、電源電極が前記接地電極よりも高電位であるときに前記第１トランジスタをオン状態として前記電源電極が前記接地電極よりも低電位であるときに前記第１トランジスタをオフ状態とするように構成される制御回路と、前記第１トランジスタの制御端と前記接地電極との間に接続されて前記第１トランジスタの両端間電圧を所定の上限値以下に制限するように構成されるクランプ回路と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図１は、半導体装置を備えた電子機器の一構成例を示す図である。
図２は、アクティブクランプ回路の一構成例を示す図である。
図３は、アクティブクランプ動作の一例を示す図である。
図４は、逆接保護回路の第１実施形態を示す図である。
図５は、第１実施形態における電源オープン時の放電経路を示す図である。
図６は、第１実施形態における電源オープン時の動作波形を示す図である。
図７は、逆接保護回路の第２実施形態を示す図である。
図８は、第２実施形態における電源オープン時の動作波形を示す図である。
図９は、半導体装置に集積化されるダイオードの概略構成を示す図である。
図１０は、逆接保護回路の第３実施形態を示す図である。
図１１は、車両の外観を示す図である。
【０００７】
［詳細な説明］
＜電子機器＞
図１は、半導体装置を備えた電子機器の一構成例を示す図である。本構成例の電子機器Ａは、半導体装置１と、直流電源２と、負荷３とを備える。直流電源２は、車載バッテリであってもよい。負荷３は、エンジン制御用ＥＣＵ［electronic control unit］、エアコン、ボディ機器などであってもよい。
【０００８】
半導体装置１は、直流電源２と負荷３との間を導通／遮断するハイサイドスイッチＩＣ（ＩＰＤの一種）である。本図に即して述べると、半導体装置１は、出力トランジスタ１０（例えばＮＭＯＳＦＥＴ［N-channel type metal oxide semiconductor field effect transistor］）と、コントローラ２０と、を集積化して成る。
【０００９】
なお、本明細書において、ＭＯＳＦＥＴとは、ゲートの構造が、「導電体又は抵抗値が小さいポリシリコン等の半導体からなる層」、「絶縁層」及び「Ｐ型、Ｎ型又は真性の半導体層」の少なくとも３層からなるトランジスタをいう。つまり、ＭＯＳＦＥＴのゲートの構造は、金属、酸化物及び半導体の３層構造に限定されない。
【００１０】
また、本明細書において、ＭＯＳＦＥＴは、特に断らない限り、エンハンスメント型であってもよい。なお、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴは、ゲート・ソース間電圧が０Ｖであるときにオフ状態となる。言い換えると、エンハンスメント型のＭＯＳＦＥＴは、正のオン閾値電圧を持つ。一方、デプレッション型のＭＯＳＦＥＴは、ゲート・ソース間電圧が０Ｖであるときにオン状態となる。言い換えると、デプレッション型のＭＯＳＦＥＴは、負のオン閾値電圧を持つ。
（【００１１】以降は省略されています）

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